Ресурсы луговой растительности беларуси
Луга - сложные биосистемы. Отличительной особенностью луговых биогеоценозов является господство мезофильных трав. Другие группы растений (мхи, лишайники, водоросли) играют сравнительно малую роль в формировании луговых экосистем. Луговая растительность Беларуси представлена широким спектром травяных сообществ суходолов, низин, речных и озерных долин.
Луговые сообщества являются природными, а в условиях лесной зоны (куда входит территория Беларуси) - в большинстве своем антропогенно-природными экосистемами, имеющими важное экологическое и хозяйственное значение.
Экологическая роль луговых сообществ. Заключается в создании благоприятных условий для существования многочисленных растений и животных, нуждающихся в открытых пространствах, в том числе редких, исчезающих, хозяйственно-полезных.
Мозаика лесных и безлесных (луговых и болотных) территорий создает благоприятную экологическую и эстетическую обстановку, повышает биотопическую емкость среды. Под луговыми травостоями формируются богатые гумусом дерновые почвы. Они играют существенную противоэрозионную, противоабразионную (особенно на крутых береговых склонах озер и рек) и водоохранную роль, что используется при биорекультивации нарушенных земель.
Распространение луговых сообществ. Луга в структуре земельного фонда Республики Беларусь (сенокосы и пастбища, в т.ч. на осушенных землях и пашне) занимают 14,3%, или 2960,3 тыс.га. Травяные угодья концентрируются преимущественно на юге Беларуси - в Брестской (598,3 тыс. га, или 20,2%) и Гомельской (530,0 тыс. га, или 17,9%) областях (рис. 5).
Распространение лугов связано с особенностями естественно-исторических условий (геоморфологическими, почвенными, климатическими, гидрологическими, антропогенными воздействиями) и зональностью лесной растительности. В зависимости от положения в рельефе и уровня увлажнения луга подразделяются на материковые и пойменные (заливные). Материковые (внепойменные) луга делятся на суходольные, расположенные на повышенных участках рельефа, и низинные, приуроченные чаще к бессточным понижениям.
Рис. 5. Районирование лугов Беларуси
Районы: 1- суходольные луга; 2 – пойменно-суходольные луга; 3 – низинно-суходольные луга; 4 – суходольно-низиные луга; 5 – пойменно-низинные луга; 6 – низинные луга; 7 – пойменные луга.
Суходольные луга в Беларуси имеют, как правило, вторичное происхождение. Они возникли на местах, некогда занимаемых лесом. В видовой структуре лугового фитоценоза выделяют мятликовые, бобовые и злаковые травы, а также разнотравье, образуемое другими семействами. Из злаков встречаются полевица обыкновенная, овсяница красная, луговик дернистый, белоус торчащий, мятлик луговой и др. Из бобовых – клевера (луговой, средний, горный, ползучий и др.), люцерна хмелевая, лядвенец рогатый, чина луговая, горошек заборный и мышиный. Из разнотравья обычны лютик едкий и золотистый, лапчатка гусиная и серебристая, ясколка полевая, гвоздика травянка, тмин обыкновенный, бедренец камнеломковый, подорожник ланцетолистный, подмаренник настоящий, истод обыкновенный, вероника дубравная.
На низинных лугах с достаточным и повышенным уровнем увлажнения встречаются высокорослые овсяница луговая, ежа сборная, тимофеевка луговая, манник наплывающий, канареечник тростниковидный, бекмания настоящая. Бобовые из-за недостатка кислорода в почве встречаются реже, чем на суходолах. Из клеверов здесь наиболее часто встречается клевер розовый и ползучий. Много широколистного разнотравья. Это горец змеиный, горицвет кукушкин, гравилат речной, таволга вязолистная, лютик ползучий и др. На болотистых лугах много осоковых – осока двудомная, лисья, заячья и другие, камыш лесной. Из злаков встречаются канареечник, бекмания, манник; из разнотравья – калужница болотная, щавель кислый, сабельник болотный, незабудка болотная, валерьяна лекарственная, реже – дремлик болотный, ятрышник широколистный, шпажник болотный.
Пойменные луга располагаются в поймах рек и озер. На их долю в Беларуси приходится 5 % площади сельскохозяйственных земель. Наиболее обширны они в Гомельской (11,2 %), Брестской (5,2 %) и Минской (6,2 %) областях [28]. Много пойменных лугов в долинах Днепра, Припяти, Березины, Сожа и их притоков.
Пойменные луга отличаются большой продуктивностью и разнообразием видового состава. В поймах небольших рек, где разливы кратковременны и основным источником увлажнения являются атмосферные осадки, флористический состав лугов близок к суходольным материковым лугам. Если же основным источником влаги являются грунтовые воды, то на таких пойменных лугах больше трав, характерных для низинных материковых лугов. Но, в любом случае, влаголюбивые растения преобладают: овсяница красная, полевица тонкая, бекмания, тимофеевка, лисохвост, клевер красный и розовый, частуха подорожниковая, разнообразные осоки, хвощ приречный.
Центральная полоса от Гродненщины до Могилевщины характеризуется более или менее равномерным сочетанием суходольных, низинных и пойменных лугов. В структуре луговой растительности внепойменные луга составляют 94,8, пойменные - всего 5,2%.
Специфика флористического состава лугов. В составе сообществ лугов Беларуси зафиксировано 1520 видов растений (сосудистых, мхов и лишайников), что составляет 13,2% от флоры страны. Сосудистая флора травяных угодий насчитывает 1326 видов, или 81% от всего ее состава в Беларуси.
В составе лугов насчитывается 1297 видов покрытосеменных (цветковых) растений, в т.ч. 332 однодольных вида и 965 - двудольных. В травяных сообществах произрастают также 55 видов лишайников, 139 - мхов, 5 - плаунов, 7 - хвощей, 14 - папоротников и 3 вида голосеменных. Собственно луговые растения - мезофиты составляют чуть более трети от общего количества встреченных видов - 580, в т.ч. 530 - сосудистых, 38 - мхов и 12 видов лишайников.
В систематическом плане все названное количество видов (1520) объединяется в 617 родов, 167 семейств, 76 порядков, 11 классов (3 подкласса) и 6 отделов. Наибольшим количеством видов представлены следующие семейства:
мятликовые - Poaceae (Graminaceae) - 116,
астровые - Asteraceae - 101,
осоковые - Сурегасеае - 88,
крестоцветные - Crueiferae (Brassicaceae) - 69,
бобовые - Fabaceae (Papilionaceae) - 62,
розоцветные -Rosaceae - 62,
норичниковые - Scrophulariaceae - 58,
гвоздичные - Carlyophyllaceae - 59,
губоцветные - Labiatae (Lamiaceae) - 51,
лютиковые - Ranunculaceae -47
зонтичные - Apiaceae (Umbelliferae) – 42.
В совокупности они составляют около половины (49,5%) от общего количества видов.
Разнообразен состав жизненных форм сосудистых растений травяных угодий. Здесь зарегистрировано 30 видов деревьев (в т.ч. заносных и культивируемых), 50 - кустарников, 8 - полукустарников, 7 - кустарничков, 1231 вид трав.
Динамика луговой растительности. Растительные сообщества лугов - весьма динамичные природные системы. Их временная и пространственная устойчивость условны, а степень стабильности зависит от равновесия воздействующих внешних факторов и адаптационной способности самих сообществ. Однако многие из них в процессе эволюции адаптировались к определенным природным (аллювиальности, недостатку или избытку почвенной влаги, засоленности, кислотности почв и т.д.) и антропогенным (сенокошению, вытаптыванию, выжиганию и др.) воздействиям и к сменам этих воздействий.
Высокой ценотической устойчивостью в многолетней динамике обладают овсяница красная, полевица тонкая, душистый колосок, гребенник, щучка дернистая, осоки острая, просяная, пузырчатая, черная, другие виды.
Еще большей временной стабильностью определяются многочисленные природные внепойменные травяные сообщества при условии отсутствия существенных антропогенных воздействий. Основные ценозооб-разователи, такие, как клевер средний, полевица тонкая, белоус, зиглингия, осоки пузырчатая, ситничковая и другие, на протяжении многих лет сохраняют господствующее положение, несмотря на активное наступление леса и кустарников, расширение сопутствующих им видов, выжигание травостоя, деятельность роющих и травоядных животных.
Кардинальные изменения растительности происходят при катастрофических внешних воздействиях - затоплении и подтоплении угодий, перезалужении, резком и интенсивном вытаптывании и т.д. В сообществах при разной антропогенной нагрузке формируется особенная адаптированная растительность в зависимости от почвенно-гидрологических условий. Наиболее выразительные сукцессионные смены наблюдаются в травостоях после резких смен в гидрологическом режиме экотопа в результате подтопления и затопления.
Резкий подъем грунтовых вод на 2-3 порядка повышает степень увлажнения верхнего, корнеобитаемого слоя почвы. В результате подтопления замедляется развитие ксеромезофитов, активизируются более влаголюбивые мезофиты, в первую очередь, щучка, лабазник вязолистный, лютик ползучий, осока черная и др. Одновременно возрастает (до 54 ц/га) продуктивность травостоя.
После затопления мезофильная растительность быстро сменяется гидрофильной. На мелководьях в скором времени формируется прибрежноводная растительность местного генофонда, которая затем пополняется во время паводков. Наибольшую активность проявляет манник большой. Именно с ним в наибольшей мере связан рост продуктивности травостоя, величина которой достигает 120 ц/га.
Луга как кормовые растительные ресурсы. Кормовые достоинства определяются поедаемостью, переваримостью и питательностью для животных трав, формирующих травостои. В кормовом отношении флора лугов очень разнообразна. Из 341 вида типично луговых трав к I классу (растения высокой кормовой ценности) относятся 32 вида. Ко II классу (растения средней кормовой ценности) отнесено почти вдвое больше трав. Наибольшее количество видов (142) принадлежит к Ш классу (растения низкой кормовой ценности). 67 видов не имеют кормовой ценности (IV класс), а 40 - вредные и ядовитые (V класс).
Травостои природных луговых сообществ играют большую роль в решении проблемы обеспечения животных кормовыми белками. При этом травяной корм природных угодий наиболее сбалансирован и полноценен. Благодаря поликомпонентности природных травостоев нехватка белка, аминокислот, витаминов и микроэлементов в одних видах компенсируется наличием их в других. Общее среднее количество белков в луговом сене равняется 8-12%. Этот показатель изменяется от 3,75 (ассоциация опушенноовсецовая) до 24,4% (ассоциация дернистоосоковая).
Безазотистых соединений (углеводов и жиров) в сухом веществе трав значительно больше, чем белков. И количественно в питании животных они занимают первое место. Углеводы и жиры служат основным источником тепловой и мышечной энергии организма животного. Содержание растительных жиров в фитомассе травостоя колеблется в пределах 2,7-5,3%. Наибольшие показатели имеют клевер горный, осоки острая и двурядная, наименьшие - белоус.
Усвояемость травы тесно связана с содержанием клетчатки - важнейшего компонента рациона жвачных, который способствует усвоению организмом других питательных веществ. Нормой считается наличие 22-24% клетчатки. Согласно нашим данным, в травостоях природных лугов Беларуси ее содержание составляет 22,0-38,0% от абсолютно сухого вещества. Содержание клетчатки наименьшее в травостоях ассоциаций пузырчатоосоковая (22,0%), черноосоковая (22,1%), виноградниковополевицевая (22,9%), дернистощучковая (26,9%).
Продуктивность фитомассы - один из важнейших показателей растительных сообществ, а также степени гармонии разных экологических факторов, прежде всего увлажнения и богатства почвы. Сравнительный анализ продуктивности надземной фитомассы сообществ травянистой растительности свидетельствуют о большой амплитуде колебаний урожайности травостоя. Наибольшие показатели выхода надземной фитомассы имеют сообщества синантропизированных и болотистых лугов, наименьшую - сообщества пустошных лугов.
Наиболее хозяйственно ценные сообщества (классов мезофильно-луговых и ксеротермных сообществ, класса сыролуговой и класса болотистой растительности) в отношении продуктивности получили чаще умеренное развитие - урожайность в среднем 25,5 ц/га сена. В расчете на кормовые единицы наибольшую продуктивность имеют травостои ассоциаций лугоовсяницевой (3023 кг/га), ползучепырейной (2076 кг/га) и гребенниковой (1213 кг/га). В пересчете на кормопротеиновые единицы показатели названных сообществ соответственно равняются 8072, 8054 и 2755 кг/га.
Охрана и рациональное использование лугов. В настоящее время как естественные, так и улучшенные сенокосы и пастбища из-за их относительно низкой продуктивности и снижения культуртехнического состояния требуют проведения мероприятий по оптимизации и охране. На грани исчезновения оказались десятки травяных сообществ.
Первейшее условие охраны луговых сообществ - рациональное использование угодий, основными задачами которого являются улучшение структуры лугового фонда, целевое использование лугов, повышение продуктивности и улучшение качества травостоев.
Научной и практической основой организации охраны и рационального использования растительного покрова лугов может служить синтаксономическая система. Она предоставляет возможность провести инвентаризацию растительности, получить эколого-флористическую характеристику синтаксонов, выявить степень территориального распространения и редкости сообществ различного иерархического уровня. Поскольку синтаксономическая система базируется на максимально полном комплексе признаков растительности и условий ее произрастания, в т.ч. характера эдафотопа и орографии, классификационные единицы могут рассматриваться одновременно как хозяйственные типы (подтипы). При организации сельскохозяйственного использования естественных травяных сообществ наиболее приемлемыми являются крупные синтаксоны - рангов, класса, порядка, союза.
Для каждой типологической единицы характерны специфический набор видов растений и особенности экологических условий формирования сообществ.
Исходя из особенностей травяных угодий, лабораторией геоботаники Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси разработаны мероприятия по оптимизации, охране и рациональному использованию конкретных категорий дуговой растительности. Из всего арсенала мер отдано предпочтение поверхностному улучшению как способу оптимизации условий развития травостоев.
Другим способом сохранения луговой растительности является формирование в стране сети охраняемых территорий - заказников, заповедников и национальных парков. Начата разработка репрезентативной сети луговых заказников, которая позволит сохранить в качестве эталонов регионально типичные и редкие для Беларуси и Европы естественные травяные сообщества и прежде всего в поймах рек.
Другие предложения по охране и рациональному использованию луговых угодий заключаются в следующем:
к коренному преобразованию лугов следует прибегать в крайнем случае, когда поверхностное улучшение не дает эффекта, на сильно деградированных, закочкаренных (более 35%) или закустаренных (более 25%) кормовых угодьях с низкопродуктивными и малоценными травостоями, за исключением массивов, имеющих противоэрозийное и водоохранное значение;
из мелиоративного фонда следует исключить все долинно-пойменные (речные и озерные) луговые, лугово-лесные и лугово-болотные массивы; допускать проведение гидромелиоративных работ только при наличии соответствующих научных обоснований;
обеспечить со стороны республиканских и местных органов Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь строгий контроль за состоянием лугов, требовать от конкретных пользователей неукоснительного проведения мероприятий по поддержанию высокого культуртехнического состояния естественных сенокосов и пастбищ.